直流微网的电压下垂控制法

在直流微网中,由于没有无功功率的流动,电压成为反映系统功率平衡的唯一指标.因此,笔者提出了一个电压下垂综合控制方法,通过建立包含微源和负载的直流微网小信号模型来测定直流母线电压,然后调稳电网电压,并使两个微源之间的负载平衡.通过仿真对该控制方法进行模拟实验,验证了其正确性和可行性.     

直流微网中母线电压对直流负载影响

在直流微网中,由于没有无功功率的流动,电压成为反映系统功率平衡的唯一指标,当设备投入和从母线上切除时,直流母线电压会有波动和小范围的突变,母线电压的变化会对直流负载有很大的影响,为了使此时挂接在直流微网上的直流设备仍能正常工作,必须尽量消除直流母线电压的扰动对直流负载输出端的影响.采用能量守恒法建立DC/DC的小信号模型,用前馈加反馈的控制策略来消除直流母线电压波动对输出负载的影响.通过仿真对控制策略进行了模拟,并通过实验近似对理论进行了验证.实验结果表明控制方法可以近似消除母线电压对直流负载的影响.     

直流微网混合无源控制及系统分层控制策略

为提高多变换器直流微电网系统在负载功率和下垂参数发生变化时的稳定性及控制性能,采用无源控制策略与母线电压分层控制策略相结合的控制方式,从系统能量角度建立方程进行稳定性分析和设计.通过建立各变换器单元欧拉-拉格朗日EL(Euler-Lagrange)模型,设计了混合无源控制器,并结合母线电压分层控制组成混合控制策略.最后...     

直流微网用新型低压直流断路器设计及应用

提出了一种家用智能直流微网的架设结构,介绍了其主要特点。考虑到现实输电线路与负载都包含了少许感性成分,结合参考电压等级设计了一种用于低压配电网的小负荷直流断路器,并通过仿真验证其工作原理。仿真结果表明该断路器可以实现零电流机械开关的常规拉断,还可用作功率路由器的基本模块,为实现能量路由起到了重要作用。     

独立光伏发电直流网能量管理控制策略

针对目前直流母线式独立光伏发电系统的供电稳定性较差的问题,以蓄电池组作为储能单元,选取具有电气隔离的双向DC/DC变换器来实现直流母线电压的稳定.根据光伏阵列输出功率和负载功率之间的关系以及蓄电池组端电压的不同将系统分为6种工作模式.给出了系统在各个模式间切换的程序流程图,设计了单向变换器和双向变换器的控制策略.最后基于Matlab/Simulink制作了仿真模型,仿真结果表明,当系统的光照或者负载变化时,通过控制能量在蓄电池组和直流母线之间的传递以及系统工作模式之间的切换,直流母线电压的稳定性得到了有效控制.     

面向直流微网的双向DC-DC变换器研究现状和应用分析

直流微网是一种连接分布式电源与主电网的微网形式,双向DC-DC变换器(BDC)作为直流微网中必不可少的接口电路,在直流微网中充当着重要的角色,能够有效提升分布式电源利用率和直流微网的电能质量。在简要阐述学者们关于直流微网结构研究成果的基础上,归纳出了BDC在直流微网中的四方面典型应用。主要呈现了面向直流微网的BDC研究成果,着重分析了直流微网中应用BDC作为接口电路的变换器拓扑选择。最后,基于研究现状的分析,结合直流微网的发展趋势和电力电子关键技术对BDC未来的技术发展进行了讨论。     

微网线路保护综述

含逆变器微源的微网线路故障时,由于逆变器的限流作用,流过逆变器的故障电流被限制在两倍额定电流以内,造成含逆变器微源的微网并、离网模式下故障电流差距较大,使得基于固定值的常规过流保护不适用于微网。基于上述问题,对造成微网线路故障电流不确定性的影响因素作出总结,主要有微网运行方式,DG接入退出、布局容量、控制方式,并对它们的影响作了分析。文中着重综合概括了目前国内外微网线路保护研究热点,并按是否依赖通信及保护原理的实现方法做了划分。最后针对目前微网线路保护存在的问题探讨其可能的发展方向。     

直流微网DC/DC变换器软开关技术的探讨

针对直流微网DC/DC变换器的软开关实现机理进行了探讨。首先介绍了微网的应用背景,阐述了直流微网相对于传统交流微网的优势及变换器高频化的意义,然后对直流微网系统的基本结构进行了简要概述,并分析了成功实现软开关的几个基本条件。结果表明软开关技术对于微网变换器的高频化有着重要意义,合理选择死区时间是软开关成功的关键。     

基于低频电流注入的船舶直流微电网线路阻抗检测

下垂控制是船舶直流微电网中一种实现系统能量分配的有效方法。在传统下垂控制中,系统内各微源之间线路阻抗不一致,导致各分布式微源承担的功率也不一致,严重时微源直流变换器甚至出现过载故障。为了解决船舶直流微电网中由线路阻抗引起的负载均流精度问题,提出利用低频注入来检测线路阻抗的方法。通过在电感电流上注入低频交流信号,检测注入后的变换器电压、电流信息,利用傅里叶变换求得线路阻抗值,进一步补偿下垂系数。该方法可以提高微电网系统直流母线电压质量,改善直流变换器并联均流时的负载均分效果,对系统稳定运行影响小。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

低压直流微网短路故障特性分析及检测∗

针对直流微网系统要求可靠性高、线路阻抗小、短路故障检测速度快,构建基于太阳能、储能单元和负载 的环形直流微网结构,通过分析短路故障的特性,提出基于短路电流变化率的故障检测方法.在MATLAB/Simulink 中搭建母线电压为４００V的直流微网模型进行仿真,仿真结果表明所提方法可以在２ms内实现对母线和单元短路故 障的检测,确保整个系统可靠工作.     

三端口直流微网母线电压控制器及 多目标控制

提出一种混合储能三端口直流微网母线电压控制器及多目标控制方法。三端口母线电压控制器采用LCLC多谐振结构,可对基频和三倍频能量进行传递,提高能量传递效率。谐振腔电流为基频和三倍频电流的叠加,有效地降低了谐振腔电流峰值。针对LCLC多谐振三端口双向DC-DC变换器中变压器漏感导致超级电容端口与蓄电池端口之间存在功率耦合,无法实现独立控制的问题,建立了端口间的功率耦合模型,并提出了从变换器硬件参数以及驱动频率选择的角度出发减小功率耦合的方法。此外,提出了一种驱动频率最优化控制方法,根据变换器的输出功率调节工作频率,以保证变换器全负载范围内的软开关以及效率最优。同时,提出了兼顾直流母线电压波动快速调节、混合储能能量分配以及三端口变换器驱动频率最优的多目标控制策略。最后,设计一台1.5 kW实验样机,并模拟了直流微网功率波动实验场景。实验结果验证了拓扑结构、参数设计、三端口变换器多目标控制方法的可行性和有效性。     

一种基于主动电压扰动的直流微网负载均流控制策略

随着新能源发电技术的快速发展,直流微网变换器并联导致的功率分配不均和母线电压控制问题引起了广泛关注。目前,直流微网的大部分均流策略依赖系统或级间通信,均流效果受通信系统的可靠性影响。该文提出一种面向多台直流变换器并联运行,基于主动电压扰动的负载均流控制策略。无需通信,各直流变换器根据扰动前后本地的电气参数获取母线负载信息,据此实现多台直流变换器负载电流的均衡分配,同时将母线电压补偿至额定值;采用主动扰动方式,对电能质量影响小而可控。通过搭建仿真和实验平台,分析了在该文均流测量下负载突变后的均流效果,仿真及实验结果验证了文中均流策略的有效性。     

基于RG-DDPG的直流微网能量管理策略

针对分布式能源的随机性和间歇性给直流微网能量管理带来的巨大挑战,提出一种基于奖励指导深度确定性策略梯度（reward guidance deep deterministic policy gradient,RG-DDPG）的直流微网能量管理策略。该策略将直流微网的优化运行描述为一个马尔科夫决策过程,利用智能体与直流微网环境间的持续交互,自适应地学习能量管理决策,实现直流微网能量的优化管理。在策略训练过程中,采用基于时序差分误差（temporal difference error,TD-error）的优先经验回放机制减少RG-DDPG在直流微网运行环境中学习、探索的随机性和盲目性,提升所提能量优化管理策略的收敛速度。同时,在训练回合间利用累计奖励的大小构造直流微网能量管理的优秀回合集,加强RG-DDPG智能体在训练回合间的联系,最大化利用优秀回合的训练价值。算例仿真结果表明：所提策略能够实现直流微网内能量的合理分配。相较于基于深度Q网络（deep Q-network,DQN）和粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）的能量管理策略,所提策略能使直流微网...     

直流微网混合式直流断路器电流转移特性研究

混合式直流断路器的电流转移特性对其快速开断及控制策略有着重要意义,文中通过分析混合式直流断路器的工作原理,利用Mayr电弧模型、IGBT、RCD缓冲电路和避雷器模型等建立了混合式直流断路器仿真分析模型,分析了不同外电路参数和转移支路参数下的电流转移特性。搭建了直流微网模拟短路试验平台,进行了混合式直流断路器的开断特性试验,重点研究了电压400 V,不同故障电流(低于200 A)及不同参数下的电流转移特性。试验结果验证了仿真分析模型,为后期快速开断的直流微网混合式断路器提供了可参考的依据。     

直流微网双向DC/AC变流器的协调控制

直流微网并网运行时,常通过多个双向DC/AC变流器实现与大电网的互联.为实现该工况下系统稳定运行并解决多台双向DC/AC变流器并联功率分配问题,提出了一种双向DC/AC变流器的交流功率-直流电压下垂控制方法.该方法通过测量变流器交流侧有功功率,按照预设下垂曲线调节直流侧电压指令值,实现直流微网与电网功率双向流动,以及多...     

直流微网谐振模态分析及有源阻尼抑制方法

谐振可能引起直流微网的谐波不稳定,是导致电压崩溃的潜在原因。利用频域分析法确定直流微网的谐振频率需要建立复杂的高阶传递函数,且不能提供谐振影响范围等信息。提出了分布式控制下直流微网的谐振模态分析方法,通过分析系统的节点导纳矩阵确定系统的谐振频率,并利用频域分析验证该方法的有效性;根据参与因子确定谐振的影响范围,进一步地研究了线路参数对系统模式和谐振频率的影响;提出了有源阻尼抑制方法,通过在电流内环注入阻尼信号降低线路调节变流器(LRC)输出阻抗的谐振峰值,提高系统的稳定性;基于PSCAD/EMTDC平台对所提分析方法和有源阻尼控制进行仿真验证。     

独立直流微网能量管理控制策略

在直流微网控制系统中,维持母线电压稳定以及能量的合理分配对系统可靠运行具有重要的指导意义。针对基于光伏发电的独立直流微网系统,提出一种新的能量管理控制策略,根据光伏DC/DC变换器在不同光照条件下的控制策略,利用蓄电池储能单元作为支撑,通过蓄电池充放电时不同的能量管理控制策略,维持母线电压稳定,为直流负载提供电能,其核心是使光伏电池与蓄电池储能单元协调工作,确保直流微网的高效稳定运行,最后通过实验结果验证了所提出控制策略的正确有效性。     

基于直流微网的电力分组传输调度

可再生能源的大范围渗透使得直流微网逐步受到重视。针对新能源供电,直流微网可以减少交直流变换时的损耗以及不稳定性。因此,在直流微网环境下,构建销售商为领导者和用户为跟随者的多主从博弈模型,对销售商价格与用户需求量进行博弈,并根据分布式选择算法得到多个销售商-用户匹配对。基于两个通道传输损耗不同的路由器,通过遗传算法实现了多个匹配对的最优电力分组调度。仿真结果验证了上述两种算法的可行性以及优越性。     

直流微网接人交流母线的变流器控制策略研究

提出了一种适用于连接直流微网和交流母线的单台变流器的控制策略,用于平衡直流微网功率。首先,给出了变流器的结构和并网工作模式下的控制系统模型;然后分析了电流内环和电压外环的控制原理和设计方法;最后进行了实验验证,证明该控制策略可在直流微网功率发生变化时,通过控制变流器并网电流与交流母线之间交换功率,从而稳定直流微网的直流母线电压。     

直流微网研究中的关键技术

直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式,能高效地发挥分布式电源的价值与效益,具备比交流微网更灵活的重构能力。但由于直流电灭弧困难,直流微网系统的设计缺乏统一的标准与规范,直流微网的大规模推广应用将是一个长期过程。本文根据现有文献资料对直流微网研究中的控制技术、保护技术、结网方式、通信技术和电力电子接口电路等关键技术的现状做一个全面的阐述;最后,结合我国的电网国情,就直流微网在城市居民小区内的推广应用提出建议方案。